基于SFS与双目模型的单幅图像物体深度值估测算法研究
发布时间:2021-07-01 15:34
获取数字图像中物体的深度信息,即物距离相机的远近关系,是机器视觉学科一项重要的任务。图像的深度信息一般表示成对应图像的深度图,深度图中每个像素的灰度值代表原图对应像素到相机所在平面的距离。获得的深度图是二维图像进行三维重建的基础,同时也为图像的分割、聚类、识别等提供了新的途径。图像的深度信息还是工业生产实现自动化的重要基础,也是机器人、无人机、无人车等智能机械实现自动寻径、自动规避等功能的重要依据。目前获取图像深度信息的方法主要分为多目方法和单目方法。多目方法得到图像深度图的准确度接近激光深度探测器,但需要同一场景的多幅图像进行计算;单目方法可以对单幅图像进行计算,但适用的场景较少且准确度较低。因此本文提出一种可对单幅图像使用的双目视觉模型来估算图像物体间的相对深度值。主要工作如下:首先,本文对传统双目模型原理进行深入分析,提出一种基于SFS算法的改进双目模型方法。方法首先利用SFS算法得到图像初始深度值,再利用初始深度值计算得到双目模型参数,最后利用双目模型参数计算出物体的深度值。然后,针对引入SFS算法引起的物体深度值不统一问题,提出一种结合物体轮廓信息的深度值赋值方法。通过计算物...
【文章来源】:云南大学云南省 211工程院校
【文章页数】:68 页
【学位级别】:硕士
【部分图文】:
多目测距应用
目前单目测距仪大都是红外探测仪,属于一种用红外线的性质进行距离测量的专业??测距设备,这与本文讨论的从普通相机拍摄的图像中获得深度信息本质上并不相同。单??目测距最常见的应用如图1.2所示:图1.2中以己知大小的身份证为参照物,按比例推??算出人脚的大小。??圓??图1.2单目测距应用??1.3本文的主要工作??传统双目方法精度高、应用广,但是双目方法需要多幅同场景的图像作为输入,因??此在只有关于场景单幅图像时传统双目方法无法使用。而单目方法可以对单幅图像进行??计算但对图像有特殊要求:如消失点法要求图像存在消失点,散焦法要求图像存在散焦??现象,T-junction法要求图像中物体的轮廓线相交,SFS法要求图像中只存在单个物体,??即单目方法通用性差且精度远低于双目方法。??因此当单幅图像中存在多个物体,物体轮廓线也不相交且没有明显的消失点及散焦??现象时,传统双目方法和单目方法都不适用于此图像。??本文的主要工作是针对上述问题提出一种结合SFS算法的双目模型。本文的双目??模型可以接受单幅图像作为输入,并且对单幅图像没有特殊要求=经过本文双目模型的??计算得到单幅图像的深度图,并根据深度图判断图中各个物体的距离关系:??4??
■3C??图2.1图像坐标系??图像坐标系采用像素为单位来表示时如图2.1所示,〇为坐标系的原点(为了同图像??处理中的坐标系相一致,将坐标原点定为左上角),(u,v)为图像中某点的像素坐标,??用物理单位(厘米,毫米等)表示应(x,y)。两种表示方式对应关系如公式(2.1):??—?0?0「,??u?dx?x??V?=?〇?丄?〇?y?(2'??dv??-1」〇?6?1?L1.??公式(2.?1)中1和1是摄像机的物理特性,表示毫米与像素转化关系,,由摄像??dx?dy??机本身决定,同摄像时的环境和被摄像的物体无关。在没有相机的说明书时,1和1??dx?dy??目前只能通过相机定标获得。??摄像机坐标系以摄像机镜头的光心为原点,本文以(Xc,Ye.Ze)表示物体上的某一??点在摄像机坐标下的坐标。在摄像机坐标系中:X轴和Y轴分别与图像坐标系中的U??轴和v轴平行,Z轴垂直于图像平面,如图2.2所示:??7??
本文编号:3259401
【文章来源】:云南大学云南省 211工程院校
【文章页数】:68 页
【学位级别】:硕士
【部分图文】:
多目测距应用
目前单目测距仪大都是红外探测仪,属于一种用红外线的性质进行距离测量的专业??测距设备,这与本文讨论的从普通相机拍摄的图像中获得深度信息本质上并不相同。单??目测距最常见的应用如图1.2所示:图1.2中以己知大小的身份证为参照物,按比例推??算出人脚的大小。??圓??图1.2单目测距应用??1.3本文的主要工作??传统双目方法精度高、应用广,但是双目方法需要多幅同场景的图像作为输入,因??此在只有关于场景单幅图像时传统双目方法无法使用。而单目方法可以对单幅图像进行??计算但对图像有特殊要求:如消失点法要求图像存在消失点,散焦法要求图像存在散焦??现象,T-junction法要求图像中物体的轮廓线相交,SFS法要求图像中只存在单个物体,??即单目方法通用性差且精度远低于双目方法。??因此当单幅图像中存在多个物体,物体轮廓线也不相交且没有明显的消失点及散焦??现象时,传统双目方法和单目方法都不适用于此图像。??本文的主要工作是针对上述问题提出一种结合SFS算法的双目模型。本文的双目??模型可以接受单幅图像作为输入,并且对单幅图像没有特殊要求=经过本文双目模型的??计算得到单幅图像的深度图,并根据深度图判断图中各个物体的距离关系:??4??
■3C??图2.1图像坐标系??图像坐标系采用像素为单位来表示时如图2.1所示,〇为坐标系的原点(为了同图像??处理中的坐标系相一致,将坐标原点定为左上角),(u,v)为图像中某点的像素坐标,??用物理单位(厘米,毫米等)表示应(x,y)。两种表示方式对应关系如公式(2.1):??—?0?0「,??u?dx?x??V?=?〇?丄?〇?y?(2'??dv??-1」〇?6?1?L1.??公式(2.?1)中1和1是摄像机的物理特性,表示毫米与像素转化关系,,由摄像??dx?dy??机本身决定,同摄像时的环境和被摄像的物体无关。在没有相机的说明书时,1和1??dx?dy??目前只能通过相机定标获得。??摄像机坐标系以摄像机镜头的光心为原点,本文以(Xc,Ye.Ze)表示物体上的某一??点在摄像机坐标下的坐标。在摄像机坐标系中:X轴和Y轴分别与图像坐标系中的U??轴和v轴平行,Z轴垂直于图像平面,如图2.2所示:??7??
本文编号:3259401
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